RME ADI-2 DAC — USB ЦАП с мощным наушниковым усилителем

Максим Лядов

В 2016 году немецкая компания RME выпустила профессиональный USB звуковой интерфейс ADI-2 Pro. Этот продукт предложил достаточно много нововведений, таких как запись в формат DSD, поддержка 768 кГц на запись и воспроизведение, два наушниковых усилителя с возможностью балансного подключения наушников. Логичным шагом стало расширение линейки продуктов новой моделью RME ADI-2 DAC, для тех, кому не требуются функции оцифровки. За счёт этого удалось сделать цену более привлекательной, а именно уместиться в бюджете €1000.

Для тех, кто хотел использовать ADI-2 Pro только для прослушивания музыки, ADI-2 DAC является даже более предпочтительным. Во-первых, он получил обновлённый генератор тактовой частоты SteadyClock FS, основанный на кварцах фемтосекундным джиттером ("фемтоклок"). Во-вторых, ADI-2 DAC обзавёлся дополнительным усилителем для вставных (IEM) высокочувствительных наушников. В-третьих, беспроводной ИК пульт ДУ в комплекте позволяет с удобством регулировать громкость.

Кстати, в связи с нововведениями в ADI-2 DAC, RME выпустили в 2018 году обновление и для своего флагманского звукового интерфейса. Теперь полная версия, включающая и ЦАП, и АЦП, называется ADI-2 Pro FS, и полностью заменяет предыдущую версию. Как можно догадаться, здесь также применён также новый генератор SteadyClock FS.

Вот что говорит сам производитель о RME ADI-2 DAC в официальном руководстве.

Технические характеристики RME ADI-2 DAC

Аналоговый выход 1-2 XLR

• Уровни выходов, переключаемые реле: +19 dBu, +13 dBu, +7 dBu, +1 dBu
• Сигнал/шум при +7/+13/19 dBu: 117 дБ, 120 дБА
• Сигнал/шум при +1 dBu: 115 дБ, 119 дБА
• АЧХ @ 44.1 кГц, -0.1 дБ: 0 Гц – 20.2 кГц
• АЧХ @ 96 кГц, -0.5 дБ: 0 Гц – 44.9 кГц
• АЧХ @ 192 кГц, -1 дБ: 0 Гц – 88 кГц
• АЧХ @ 384 кГц, -1 дБ: 0 Гц – 115 кГц
• АЧХ @ 768 кГц, -3 дБ: 0 Гц – 109 кГц
• Кг @ -1 дБ: -112 дБ, < 0.00025 %
• Кг+шум @ -1 дБ: -110 дБ, < 0.00032 %
• Кг @ -3 дБ: -116 дБ, < 0.00016 %
• Разделение каналов: > 120 дБ
• Импеданс: 200 Ом балансный, 100 Ом небалансный

Аналоговый выход 1-2 RCA

• Уровень выходов: на 6 дБ ниже, чем XLR: +13 dBu, +7 dBu, +1 dBu, -5 dBu
• Чувствительность выхода: +24 dBu, +19 dBu, +13 dBu, +4 dBu
• Сигнал/шум при +13 dBu: 117 дБ, 120 дБА
• Сигнал/шум при: +7 dBu: 116 дБ, 119 дБА
• Сигнал/шум при: +1 dBu: 114 дБ, 117 дБА
• Сигнал/шум при: -5 dBu: 109 дБ, 113 дБА

Наушниковый выход TRS

• Выход: 6.3 мм TRS, небалансный, стерео
• Импеданс: 0,1 Ом
• Сигнал/шум при +22 dBu: 117 дБ, 120 дБА
• Сигнал/шум при +7 dBu: 116 дБ, 119 дБА
• Уровень выхода High Power: при 100 Ом +22 dBu (10 В)
• Уровень выхода Low Power: при 8 Ом +7 dBu (1.73 V)
• Кг @ : +18 dBu, 32 Ом, 1.2 Вт -110 дБ, 0.0003 %
• Кг+шум: + 18 dBu, 32 Ом, -107 дБ, 0.00045%
• Кг @ : +14 dBu, 16 Ом, 0.9 Вт -110 дБ, 0.0003%
• Максимальная мощность: Кг = 0.001%, 1.5 Вт на канал

Наушниковый выход IEM

• Уровень выхода: фиксированный -3 dBu (0.55 В)
• Сигнал/шум при -3 dBu: 115 дБ, 118 дБА
• Максимальная мощность: Кг = 0.001%, 40 мВт на канал

Цифровая часть

• Клок: внутренний, S/PDIF in
• Джиттер <1 нс в режиме ФАПЧ
• Внутренний клок: <800 пс
• Подавление джиттера внешнего клока: >50 дБ (2.4 кГц)
• Влияние на джиттера на ЦАП: практически нулевое
• ФАПЧ гарантирует отсутствие выпадений, даже при 100 нс джиттере
• дополнительный цифровой ФАПЧ для ADAT
• поддержка частот внешнего клока: от 44 кГц до 768 кГц

Общие

• В комплекте адаптер питания 100-240 В, 2 А, 24 Вт
• Потребление в режиме Standby: 120 мВт
• Габариты (ШxВxГ): 215 x 52 x 150 мм
• Вес 1 кг

Производитель подчёркивает, что параметры 32 бит 768 кГц и 120 дБА сигнал/шум - это не реклама. Всё это присутствует в реальной жизни.

Разрабатывая ADI-2 DAC, инженеры нашли возможность ещё более улучшить аналоговые выходные каскады. Больше реле, двойной балансный аттенюатор и дополнительный буферный ОУ для снижения шумов и искажений. Хотя эти улучшения аналоговой части очень сложно измерить, так как ограничивающим фактором является чип конвертора, данные нововведения полезны для RCA выходов, где обычно требуется именно пониженный уровень сигнала. За счёт реле для RCA выходов можно выбрать фиксированные уровни сигнала +13 dBu, +7 dBu, +1 dBu и -5 dBu.

Зачем сделан отдельный IEM выход для высокочувствительных наушников? Дело в том, для сверхвысоких мощностей усилителя (1 Вт) на канал и цифровой регулировки громкости запаса сигнал/шум даже в 120 дБА не хватает, чтобы слушать музыку без шума в паузе в высокочувствительных наушников (в конкретных значениях выход IEM оказывается по фоновому шуму тише на 10 дБ). Помимо этого, решаются и две другие проблемы: не нужен переходник на миниджек и нет такого риска вывести наушники из строя. Мощность намеренно ограничена значением 40 мВт на канал - для вставных наушников этого хватит с лихвой. Опять же, если встретятся какие-то необычно "тугие" вставные наушники, где такой мощности недостаточно - их просто следует подключить в TRS разъём для обычных наушников через переходник.

ЦАП выпускается только черном варианте корпуса. Габариты довольно небольшие, половина от рэкового корпуса (9.5") по ширине, 1U по высоте. Для питания используется внешний сетевой адаптер на 12В. Мы пробовали подключить стандартный аккумулятор для ноутбуков, разъём полностью совместим, интерфейс прекрасно работает от батарейки.

Внутри используется мощный DSP с производительностью 2.17 GFLOPS, который позволил реализовать 5-полосный параметрический эквалайзер, регуляторы тембра НЧ и ВЧ, функцию Crossfeed (эмуляция колонок в наушниках), функцию Loudness (тонкомпенсация).

Кроме этого, внутренней мощностью FPGA и DSP рассчитываются 30-полосный анализатор, пикметры на все каналы, цифровая регулировка громкости. Для режима DSD теперь также имеется пикметр - это новая функция. При работе в DSD выполняется конвертация в PCM для вычисления уровней и построения спектра на экранчике устройства. Есть и режим DSD Direct, в котором уже невозможна регулировка громкости даже средствами чипа ЦАП, но можно грубо подстроить громкость с помощью реле и аналоговой части и дальше, если нужно, отрегулировать в аналоге на усилителе мощности или мониторах, к которым подключен ADI-2 DAC. В режиме DSD Direct предусмотрительно отключаются выходы на наушники - иначе мощность в 1,5 Вт при 100% громкости спалит массовые модели наушников.

Управление громкостью осуществляется большой безупорной цифровой ручкой-энкодером. При нажатии на ручку звук временно отключается (MUTE). Для перемещения по меню и изменения параметров служат две цифровые ручки поменьше. Меню довольно запутанное, его логику понять сложно. Лучше не терять времени и сразу же обратиться к руководству, где всё подробно объяснено. Для бытового применения пригодятся аппаратные регуляторы тембра НЧ (подписано B) и ВЧ (подписано Т) - они назначены на маленькие цифровые ручки. Автоматическая тонкомпенсация, отключаемая, поднимает высокие и низкие при снижении громкости.

Выделенные RCA разъёмы облегчают подключение аудиофильских кабелей и бытовой звукоусилительной аппаратуры. Тогда как XLR разъёмы подойдут для активных студийных мониторов и любой профессиональной аппаратуры. При этом сигнал в обоих случаях достигает максимального значения сигнал/шум и низких искажений. То есть ни RCA, ни XLR разъёмы не сделаны "для галочки". Они полноценные и одинаково обеспечивают качественный звук.

При разработке дискретного наушникового усилителя, в RME провели ревизию существующих на рынке решений и самих наушников. Было выяснено, что довольно много моделей требуют высокого размаха напряжения. Поэтому была поставлена цель сделать на выходе 10 Vrms для самых нечуствительных наушников, а максимальный ток был выбран в 260 мА, из расчёта что его хватит, чтобы получить 1,5 Вт мощности на нагрузке 32 Ом. Ограничение тока необходимо, чтобы блок питания не перегрузился и не вошёл в режим обслуживания короткого замыкания. Также высокий ток можно с лёгкостью превратить низкоомные наушники в факел, при легком повороте ручки громкости. Фирменная технология получила название Extreme Power. При подключении наушников реле временно разрывает связь с усилителем, чтобы установился уверенный контакт, далее работает цепь отслеживания постоянки, и защита по току следит чтобы не было КЗ. Датчик внутри контакта определяет, что наушники только что вставлены, и громкость плавно увеличивается. Если стоит слишком высокая громкость для данного типа наушников, то всегда можно успеть её вовремя прибрать или вынуть разъём наушников.

Хотя готовые современные записи всегда очень громкие, во время работы над звуком, при редактировании звукозаписи или реставрации классических записей амплитуда может едва доходить до -20 дБ. Специалисту необходимо всё хорошо слышать, поэтому запас по мощности всегда нужен.

Целью также было получение высоких характеристик усилителя именно под нагрузкой. Кг составляет менее -110 дБ при 32 Ом даже при предельных значениях громкости, и сохраняется высокий сигнал/шум 120 дБА. Импеданс усилителя всего лишь 0.1 Ом. Неравномерность АЧХ от 0 Гц до 80 кГц всего 0.5 дБ по краям. В результате мощный чистый звук в любых самых капризных наушниках.

Цифровая часть традиционно основана на FPGA и DSP и не имеет упрощений по сравнению с прочими продуктами RME. То же самый FPGA чип Xilinx SPARTAN-6 XC6SLX16. Тот же самый аппаратный DSP, с жёлтой наклейкой о чувствительности чипа к статическому электричеству (руками не трогать).

Применение FPGA позволяет производителю полностью программировать транзисторную матрицу на ту логику работы, что требуется, с нулевой задержкой прохождения сигнала и возможностью любых изменений в новых прошивках устройства.

ЦАП AKM AK4490 имеет паспортные параметры Кг+шум -112 дБ, сигнал/шум 120 дБА и в этом устройстве они реально достигаются. В ADI-2 DAC применён всего один ЦАП, таким образом, сигнал с него идёт либо на наушники, либо на колонки. Регулировка громкости колонок и наушников регулируется и сохраняется раздельно.

Мощный усилитель собран на ОУ TI OPA1688, Кг+шум = 0.00005%. Рядом с выходом IEM стоит ОУ OPA1622 Кг+шум = 0.00001%, по паспорту 100 мВт на 32 Ом, разделение каналов 127 дБ.

Важнейшая особенность устройства - аппаратное переключение уровня выходов на базе реле. Они выглядят на фотографии как квадратные детальки белого цвета. Таким образом, можно точно согласовать выход с любой аппаратурой, чтобы не перегрузить вход с одной стороны и не терять динамику от цифровой регулировки с другой.

Операционные усилители TI OPA1602A с паспортными параметрами Кг+шум 0.00003%.

Диагностика ASIO

Измерения в RMAA

В нашей новой версии программы RMAA 6.4.4 мы были вынуждены добавить ещё одну значащую цифру в тесте искажений. Мы добавили четвёртую значащую цифру 10 лет назад, а сейчас пришлось ещё раз проделать то же самое. Это показывает, настолько современная аппаратура развивается технически.

Тестирование при уровне входа и выхода +13 dBu (3,5 Vrms)

Подробные результаты RMAA для режима 24 бит 44 кГц

Просто выдающиеся цифры измерений! По шумам мы едва-едва не получили 120 дБА, и только потому, что в разработанной нами измеряющей карте MOD3 позволяет выставить 1 Vrms, 2 Vrms, 4 Vrms, в то время как у RME уровни, переключаемые реле, составляют не совсем стандартный ряд 0.9 Vrms, 1.7 Vrms, 3,5 Vrms. Нам не хватило 1 дБ для корректного измерения шума при таком неточном совпадении уровней. Если посмотреть на измерения ADI-2 PRO (половинкой от которого является RME ADI-2 DAC) то там вышло в точности 120 дБА. Зато по искажениям у нас получился прекрасный результат 0.00013%. И это полностью подтверждает высочайшие паспортные параметры RME!

В тесте искажений, в типичном случае гармоники, которые в сумме составляют 0.0001%, были бы полностью скрыты под шумовой полкой, которая была бы выше на 10-20 дБ. Здесь же, только благодаря экстремальным показателям сигнал/шум, 120 дБ, все гармоники хорошо видны.

Звук

Мы внимательно сравнили RME ADI-2 DAC со всеми устройствами, что у нас имелись. Сравнение производилось в активных студийных мониторах ADAM Audio и в наушниках. Для тестирования IEM выхода использовались трёхполосные наушники SONY XBA-A3. Звучание RME ADI-2 DAC находится на самом высоком профессиональном уровне. Всё очень хорошо прослушивается. Техническая реализация включения преобразователя AK4490 вплотную подошла к пределу возможностей. В устройствах высшей ценовой категории зачастую сложно понять, что играет лучше, так как необходим какой-то более качественный ориентир. Поэтому всё сводится к традиционному "нравится - не нравится". На наш взгляд, звук у RME ADI-2 DAC отличный. В сети также есть очень много положительных отзывов владельцев устройства из числа опытных музыкантов и признанных специалистов по звуку.

Разница в звучании различных режимов цифровых фильтров AK4490 исчезающе мала. Значит основной вклад в звук всё-таки вносит работа модуляторов и аналоговой части, но не цифровые фильтры.

Выводы

RME ADI-2 DAC интересен тем, что впервые немецкий производитель сделал универсальный продукт, который подойдёт не только для студий, но и для дома. Причём, вам не придётся переплачивать за лишние каналы или неиспользуемые функции. Всё, что есть в RME ADI-2 DAC — всё это пригодится для прослушивания музыки. Если вы считаете, что 32 бит 768 кГц и DSD не для вас, то вот хорошая новость: формат MP3 16 бит 44 кГц также играет отлично и полностью использует все возможности RME ADI-2 DAC. То есть MP3 на ЦАПе уровня RME ADI-2 DAC звучит на порядок лучше, нежели 32 бит 768 кГц на дешевом посредственном устройстве. Ну а если имеется качественная Hi-Res запись, то её необходимо слушать на современном оборудовании.